尼尔斯·玻尔 波尔的一生

玻尔生于丹麦首都哥本哈根，父亲克里斯蒂安·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授，母亲出身于一个富有的犹太人家庭。玻尔从小受到良好的家庭教育，并爱好足球，曾经和弟弟哈那德·玻尔共同代表丹麦AB足球俱乐部参加职业足球比赛。[1] 1903年玻尔进入哥本哈根大学学习物理，1911年获博士学位。随后，他曾在曼彻斯特大学卢瑟福的实验室短期工作。基于卢瑟福的原子核理论和普朗克的量子说，1913年玻尔提出了原子结构的玻尔模型。按照这一模型电子环绕原子核作轨道运动，外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子；较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质。如果外层轨道的电子落入内层轨道，将释放出一个带固定能量的光子。

玻尔与爱因斯坦在讨论问题，厄伦菲斯特摄于在莱顿的家中

1916年，玻尔成为哥本哈根大学的物理学教授，并于1920年起开始担任刚创建的哥本哈根大学理论物理研究所的所长。他在此后的四十年，一直担任这一职务。1922年，玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心。1930年代中期，研究发现了许多中子诱发的核反应。玻尔提出了原子核的液滴模型，很好地解释了重核的裂变。玻尔认识到他的理论并不是一个完整的理论体系，还只是经典理论和量子理论的混合。他的目标是建立一个能够描述微观尺度的量子过程的基本力学。为此，玻尔提出了著名的“对应原理”，即宏观与微观理论，以及不同领域相似问题之间的对应关系。对应原理指出经典理论是量子理论的极限近似，而且按照对应原理指出的方向，可以由旧理论推导出新理论。这在后来量子力学的建立发展过程中得到了充分的验证。玻尔的学生海森堡在对应原理的指导下，寻求与经典力学相对应的量子力学的各种具体对应关系和对应量，由此建立了矩阵力学。对应理论在狄拉克、薛定谔发展波动力学和量子力学的过程中起到了指导作用。

在对于量子力学的解释上，玻尔等人提出了哥本哈根诠释，但遭到了坚持决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的反对。从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战，最有名的一次争论发生在第六次索尔维会议上，爱因斯坦提出了后来知名为爱因斯坦盒子的问题，以求驳倒不确定性原理。玻尔当时无言以对，但冥思一晚后有所发现及后巧妙地

进行了反驳，使得爱因斯坦只得承认不确定性原理是自洽的。这一争论一直持续至爱因斯坦去世。

玻尔的纹章

二战期间德军占领丹麦，海森堡前往哥本哈根与玻尔相见。此次会谈的内容各当事人说法不一，至今仍然在争论之中，但可以确定的是海森堡的话让玻尔十分生气，并损害了他们俩的友谊。为避免被德军扣留，玻尔被迫于1943年逃离丹麦，坐船前往瑞典，然后坐一架小飞机到达伦敦。为了防止被人发现，飞机要飞得很高。据说玻尔因为专心思考，而忘记了戴氧气面罩。另一种说法是玻尔的头太大，面罩尺寸不合适，使得玻尔在空中曾失去了知觉。随后玻尔从伦敦前往美国，任洛斯阿拉莫斯实验室所进行的负责研制原子弹的曼哈顿计划的顾问。按照著名物理学家费曼的说法，当时玻尔就如同物理界的神一般受到大家尊敬。1945年，玻尔回到丹麦，此后致力于推动原子能的

和平利用。1962年11月18日，玻尔在哥本哈根去世，去世前一天，他还在工作室的黑板上画了当年爱因斯坦那个光子盒的草图。1965年玻尔去世三周年时，哥本哈根大学物理研究所被命名为尼尔斯·玻尔研究所。1997年IUPAC正式通过将第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔。

其子奥格·玻尔也是物理学家，于1975年获得诺贝尔物理学奖。

玻尔和维尔纳·海森堡有紧密的良师益友关系，直到第二次世界大战爆发。在1922年海森堡在格丁根的一次演讲中，玻尔就注意到海森堡的才能。在1920年代中期，海森堡和玻尔在哥本哈根研究所一起工作。海森堡也像玻尔的大多数助手那样学习丹麦语。海森堡的不确定性原理就是在这个时期诞生，玻尔的互补原理也是一样。

到了第二次世界大战时期，他们的关系变得紧张，主要原因是因为玻尔有一半犹太人血统，当时丹麦被德军占领。海森堡在德国当上了德国发展核子科学的首领。1941年9月，海森堡做了一个著名的探访，到丹麦会见玻尔。海森堡似乎在开始时谈论核能和道德以及战争。玻尔和海森堡两者都没有透露此次会面关于这部分的任何细节，两人各自仅留下小量关于此事的书面记录。玻尔的回应似乎是突然的终止了对话，且没有给海森堡任何的征兆、头绪。

虽然一些人认为他们的关系因为这次会面才变得紧张，有其它证据显示他们的联系程度在此前已经大幅的减少了。海森堡认为他们的关系

破裂是稍后的事，在他给妻子的信件中，他描述到他旅游中最后的专访：“今天我又再一次和魏茨泽克在玻尔的家，在许多方面来说这里很舒适。这次的对话大部分都是以人道为考量，玻尔在朗读，我弹奏了莫札特奏鸣曲（A大调）。伊万·许派克是海森堡的学生兼朋友之一，他认为这次会面的主要人物其实是卡尔·冯·魏茨泽克，魏茨泽克试图说服玻尔为英国与德国之间斡旋和平。

“合金管”是英国核武计划的代号。英国情报局询问了玻尔能否参与工作或者有否特殊价值见解。玻尔清楚地回答他帮不到忙。这个答复表明就算盖世太保截取了从玻尔取得的任何东西，也不会有超出1941年所知的核能知识。这不排除玻尔私下进行比起他在1939年与惠勒做的工作更进一步的计算。

他在1943年10月逃离丹麦，很快的被要求再次回到英国参加工作，所以他飞到英国。1943年他从斯德哥尔摩撤离，搭乘一架英国海外航空（BOAC）经营的无武装蚊式轰炸机。机上的乘客在炸弹舱内改装的临时机舱。玻尔几乎以悲剧结束飞行，因为他没有按照指示穿上他的氧气设备，而飞机却升上高空。如果不是飞行员发觉玻尔失去了知觉，降到较低的高度来继续航程，玻尔就会死了。玻尔说他在整个航程中像一个婴孩般睡了。

身为“合金管”英国队的一员，玻尔前往洛斯阿拉莫斯国家实验室。罗伯特·奥本海默记得玻尔在科学家的讨问过程中热情的指导帮助他。

他先后会见了总统富兰克林·德拉诺·罗斯福与温斯顿·丘吉尔及提出

警告，指出几个强国各自分开发展核武会走向危险的境地，应该对核武知识进行某种形式的受管制分享，否则核武知识会迅速散播开来。在1950年代，经过苏联首次试验核武爆炸之后，国际原子能机构终于沿着玻尔的建议创立。

1957年，作家罗伯特·容克在写《比一千个太阳明亮》此书时（参见书中的第100页），海森伯写信向容克解释说，他那次到哥本哈根是要将德国科学家的意见传达给玻尔，就是如果付出很大的努力，制造一个原子武器是可能的，但是这样将会为世界上任何一方的科学家带来巨大责任。玻尔知道海森伯参与那些研究后感到震惊，导致那次会面走向了错的方向。德国的核子研究主要是放在生产能源上，海森伯的同僚们在可能的情况下试图保持朝这个方向发展。海森伯坦承他以隐密方式带出主题的方法让玻尔感到如此震惊，使到讨论失败。海森伯维妙的说法避免暗示他和他同事破坏了德国研发原子弹的努力。美国的经验显示了制造原子弹要耗费巨大的资源，其程度是超出了战时的德国可以考虑的范围之上。

当玻尔看见容克丹麦版书中的错误叙述，他并不认同。他草拟信件给海森伯（但是从未发送），表明他不知道海森伯来访的目的，是听到海森伯说德国将会赢得战争后感到震惊。